Relatividade

1.Com relação à teoria da relatividade especial e aos modelos atômicos podemos afirmar que:
( ) A velocidade da luz no vácuo independe da velocidade da fonte de luz.
( ) As leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. A única exceção
ocorre em fenômenos físicos que ocorram sob gravidade nula.
( ) É impossível determinar simultaneamente a velocidade e a posição do elétron no átomo
de hidrogênio.
( ) No modelo de Bohr do átomo de hidrogênio o elétron não irradia quando se encontra nas
órbitas estacionárias, isto é, naquelas órbitas onde o momento linear do elétron é um
múltiplo inteiro da constante de Planck.
( ) Para ionizar o átomo de hidrogênio, no seu estado fundamental, isto é, separar
completamente o elétron do núcleo, gasta-se uma energia menor do que 10 eV.
2.A Relatividade Especial é uma teoria muito bem consolidada experimentalmente, inclusive
tendo aplicações dela no cotidiano. Um exemplo bastante expressivo é o aparelho de
navegação GPS, o qual está baseado na Relatividade Especial, e é construído com a
finalidade de proporcionar orientação espacial com precisão.
Com base nos conceitos da Relatividade Especial, identifique as afirmativas corretas:
( ) A velocidade da luz no vácuo é a mesma em todas as direções e em todos os
referenciais inerciais e não depende do movimento da fonte ou do observador.
( ) As leis da Física dependem do referencial inercial escolhido.
( ) Dois observadores em movimento relativo não concordam, em geral, quanto à
simultaneidade entre dois eventos.
( ) O tempo próprio é o intervalo de tempo entre dois eventos que ocorrem no mesmo ponto
em um determinado referencial inercial, medido nesse referencial.
( ) O comprimento próprio de um objeto é aquele medido em um referencial no qual ele está
em repouso.
3.De acordo com a Teoria da Relatividade quando objetos se movem através do espaço-tempo
com velocidades da ordem da velocidade da luz, as medidas de espaço e tempo sofrem

alterações. A expressão da contração espacial é dada por L  Lo 1  v /
2
1
2 2
c
,

onde v é a
velocidade relativa entre o objeto observado e o observador, c é a velocidade de propagação
da luz no vácuo, L é o comprimento medido para o objeto em movimento, e L0 é o
comprimento medido para o objeto em repouso.
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A distância Sol-Terra para um observador fixo na Terra é L0  l,5  l0 m. Para um nêutron
com velocidade v = 0,6c, essa distância é de
a) 1,2  1010 m.
b) 7,5  1010 m.
c) 1,0  1011 m.
d) 1,2  1011 m.
e) 1,5  1011 m.
4.Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
01)O segundo postulado da teoria da Relatividade Restrita afirma que a velocidade da luz no
vácuo tem o mesmo valor para todos os observadores, qualquer que seja seu movimento
ou o movimento da fonte.
02)A energia total relativística de um corpo é o produto da massa relativística desse corpo pela
velocidade da luz no vácuo ao quadrado.
04)O nêutron possui uma massa aproximadamente igual a do próton, mas não possui carga
elétrica.
08)Nas reações nucleares de transmutação, a energia total e a quantidade de movimento não
são conservadas.
16)Os nêutrons, os prótons e os elétrons são as únicas partículas elementares da natureza.
5.Observe a seguinte sequência de figuras:
Na sequência indicada, estão representadas várias imagens do logo do Núcleo de Seleção da
Universidade Estadual de Goiás, cada uma viajando com uma fração da velocidade da luz (c).
O fenômeno físico exposto nessa sequência de figuras é explicado
a) pela ilusão de ótica com lentes.
b) pela lei de proporções múltiplas.
c) pelo efeito Compton da translação.
d) pela teoria da relatividade especial.
6.Qual das afirmações a seguir é correta para a teoria da relatividade de Einstein?
a) No vácuo, a velocidade da luz depende do movimento da fonte de luz e tem igual valor em
todas as direções.
b) Elétrons são expulsos de uma superfície quando ocorre a incidência de uma radiação
eletromagnética (luz).
c) Em determinados fenômenos, a luz apresenta natureza de partícula e, em outros, natureza
ondulatória.
d) Na natureza, não podem ocorrer interações de velocidades superiores à velocidade da luz c.
7.2007: ANO HÉLIO-FÍSICO
O ano de 2007 foi o Ano Internacional Hélio-Físico e foi dedicado a eventos e estudos sobre o
astro-rei. O Sol fica a 150 milhões de km da Terra. Todo o dia o sol perde 380 milhões de
toneladas transformadas em energia. Seu poder de atração enfraquece gradativamente e, por
isso, a Terra se afasta dele 3 mm ao ano. A temperatura da "superfície" solar é de 5,5 mil graus
Celsius. A massa do Sol equivale a 330 mil vezes à da Terra e corresponde a 99% da massa
do Sistema Solar. Estima-se que daqui a cerca de 5 bilhões de anos o hidrogênio solar, seu
principal combustível, vai se esgotar. O Sol se converterá em outro tipo de estrela, modificando
as condições físicas no Sistema Solar.
GALILEU, São Paulo, abr. 2007, p. 21. [Adaptado].
Com base no texto acima, é incorreto afirmar:
a) O sol usa a fusão de átomos de hidrogênio para obter outro composto químico: o hélio.
b) A energia diária transformada no Sol por causa da sua perda de massa seria suficiente para
manter acesas 100 mil lâmpadas de 100 W por no máximo 300 séculos.
c) A luz emitida pelo Sol demora cerca de 8 minutos para chegar à Terra.
d) Sabendo-se que os pontos de ebulição da água e o ponto de fusão do gelo na escala
Réaumur são, respectivamente, 80 °R e 0°R, a temperatura da "superfície" solar é de 4,4 mil
graus Réaumur.
8."Buraco negro" é o nome dado a regiões do espaço sideral de onde radiostelescópios não
captam nenhuma emissão de ondas eletromagnéticas. A designação "negro" vem do fato de
que nenhuma luz emana daquele local. A astronomia detectou que há um fluxo intenso de
radiação eletromagnética e de matéria para dentro do buraco negro que, portanto, não é vazio
e sim hiperdenso em termos de concentração de massa e energia. O fato de que não sai luz
visível de um buraco negro pode ser associado a qual das seguintes alternativas?
a) Por ser hiperdenso, o "buraco negro" tem a capacidade de emitir todas as cores de luz,
formando uma mistura de cor "negra".
b) A forte concentração de nêutrons no buraco negro não permite a saída de luz por causa da
atração eletrostática.
c) Mesmo que muito pequena, a luz tem uma massa associada a ela e fica presa ao "buraco
negro" pela forte atração gravitacional.
d) O "buraco negro" tem temperatura próxima ao zero absoluto e, por isso, não emite radiação
alguma.
9.Antes mesmo de ter uma ideia mais correta do que é a luz, o homem percebeu que ela era
capaz de percorrer muito depressa enormes distâncias. Tão depressa que levou Aristóteles famoso pensador grego que viveu no século IV a.C. e cujas obras influenciaram todo o mundo
ocidental até a Renascença - a admitir que a velocidade da luz seria infinita.
GUIMARÃES, L. A.; BOA, M. F. Termologia e óptica. São Paulo: Harbra, 1997. p. 177
Hoje sabe-se que a luz tem velocidade de aproximadamente 300000 km/s, que é uma
velocidade muito grande, porém finita. A teoria moderna que admite a velocidade da luz
constante em qualquer referencial e, portanto, torna elásticas as dimensões do espaço e do
tempo é:
a) a teoria da relatividade.
b) a teoria da dualidade onda - partícula.
c) a teoria atômica de Bohr.
d) o princípio de Heisenberg.
e) a lei da entropia.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
V - F - V - F - F.
[V] - De acordo com o segundo postulado da teoria da relatividade restrita, a velocidade da luz
no vácuo tem o mesmo valor para todos os observadores, qualquer que seja o seu movimento
ou o movimento da fonte.
[F] - De acordo com o primeiro postulado da teoria da relatividade restrita, as leis da física são
as mesmas para todos os observadores em quaisquer sistemas de referência inerciais e isso
não tem exceção.
[V] - A afirmação está de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg.
[F] - De acordo com o modelo de Bohr, as órbitas estacionárias se caracterizam por terem o
momento angular, e, não, o momento linear, como citado no exercício, como múltiplo da
constante de Planck.
[F] - Para separar completamente o elétron do núcleo do átomo de hidrogênio, no seu estado
fundamental, é necessária uma energia maior que 13,6 eV.
Resposta da questão 2:
V F V VV
Justificando a(s) falsa(s);
( F ) As leis da Física dependem do referencial inercial escolhido.
Essa afirmativa contraria exatamente o que afirma o primeiro postulado de Einstein:
“As leis da física são as mesmas para todos os observadores em quaisquer sistemas de
referência inerciais.
Resposta da questão 3:
[D]
Aplicação direta da fórmula:
L  1,5x1011 1 
0,36C2
2
C
 1,5x1011 x0,8  1,2x1011m .
Resposta da questão 4:
01 + 02 + 04 = 07.
01) Correto. É um postulado.
02) Correto. E = mC2.
04) Correto. Conclusão experimental.
08)Errado. Estas reações são feitas em sistemas isolados e conservativos.
16)Errado. Temos ainda quarks, bósons, neutrino, pósitron, etc.
Resposta da questão 5:
[D]
Como a velocidade é variável, o fenômeno é explicado pela teria da relatividade especial.
Resposta da questão 6:
[D]
A única que tem a ver com Einstein é a letra D.
Resposta da questão 7:
[B]
Resposta da questão 8:
[C]
Resposta da questão 9:
[A]